tceic.com
学霸学习网 这下你爽了
相关标签
当前位置:首页 >> 学科竞赛 >>

北京大学大学化学先修课程试卷 2013年9月


大学先修课程考试(2013 年 9 月) 大学化学
(考试时间:2 小时,卷面总分:100 分,共 4 道题,考试允许带英汉词典) 一、美国《科学》杂志 2009 年报道了甲烷水化核形成机理的研究文章。请 阅读下面文章节选,并回答如下问题。 When methane dissolves in water, a hydrate phase becomes

thermodynamically stable at sufficiently low temperatures and high pressures (e.g., for pressures above 80 bar when the temperature is 10 ° C). The water ‐ methane liquid mixture is then said to be metastable (亚稳) with respect to the hydrate. The basic mechanism by which a stable phase is formed within a metastable phase is called nucleation ( 成 核 ) . Under the action of thermal motion, molecular fluctuations give rise to small nuclei of the new phase. The lower free energy of the new phase stabilizes nuclei, but an energetic penalty(能量不利) must be paid to form an interface with the liquid. Below a critical nucleus size ( 临 界 核 大 小 ) , surface effects are dominant and nuclei redissolve spontaneously (自发地) . Above the critical size, on the other hand, the lower free energy of the bulk stable phase overpowers the interfacial penalty, and nuclei grow, leading to the appearance of a new phase. Beyond these generalities, though, it is not known what a critical hydrate nucleus looks like or how large it is, nor is it understood how a bulk hydrate phase grows from a critical nucleus. Because the rate of nucleation depends exponentially ( 指 数 依 赖 ) on the energetic cost of forming a critical nucleus, the lack of detailed knowledge of hydrate nucleation prevents the accurate prediction of hydrate formation kinetics. 1. 请从热力学平衡角度解释为何文章中说:“ When methane dissolves in water, a hydrate phase becomes thermodynamically stable at sufficiently low temperatures and high pressures”。

__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 2. 上述节选中提到水化核形成过程中有两个相互竞争的能量因素可能导致水 化 核 重 新 溶 解 或 长 大 , 这 两 个 能 量 因 素 分 别 是 _____________________________和_______________________________。 3. 文中 最后 提到 , “ the rate of nucleation depends exponentially on the energetic cost of forming a critical nucleus ”。请应用化学动力学 原理解释这句话。 __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 4. 上述文章最后提出的尚未解决的问题是什么?

二、2012 年 8 月,新浪科技报道了一项重要科技进展:“韩科学家开发新型 锂电池充电速度提升 120 倍”。报道中称: 韩国蔚山科技大学的一个科研小组开发出一种充电速度比传统锂电池快 30 到 120 倍的新型锂电池。这个小组相信,可用它为电动汽车制造一个电池 组,这样给汽车充满电需要不到一分钟。 充电电池的一个主要问题是电池越大,充电时间越长。给一个电池充电 时,总是从外向内充电,所以电池越大,充电时间就越久。通过将大电池分成 很小的数个电池,或许就可以解决这个问题。 韩国科学家使用阴极材料——标准的锂锰氧化物(LMO),把它浸泡在一种 含有石墨的溶液中。然后,将经石墨浸泡的锂锰氧化物进行碳化处理,石墨就 会变成一个穿越阴极的导电网。这个新阴极接着被电解质和石墨阳极包起来, 就制成了快速充电的锂电池。这些碳化的石墨网十分有效,像血管一样运作, 使电池的每个部分都能同时充电,致使充电速度快了 30 到 120 倍,而电池 的能量密度和循环寿命等因素似乎都没有变化。 上述报道随后引起业内质疑,认为要实现这个目标还需要克服很多问题。 请列出上述快充锂电池进入实用前尚需解决的三个关键问题,并分别进行解 释。 问题 1:

问题 2:

问题 3:

三、2011 年,《自然?化学》杂志刊登了 “钙钛矿型氧化物催化氧分子还原 的催化剂设计原理”。报道如下: They found that the materials ’ catalytic activity in reducing molecular oxygen is strongly dependent on the level of occupancy of the transition metal’s eg electron orbital. Because of various electron interactions between atoms of the oxide, this occupancy level can vary between 0 and 2. With one electron in this orbital, catalytic activity increased by four orders of magnitude compared with oxides that have 0 or 2 electrons in the orbital. An occupancy of less than 1 led to an interaction with the incoming oxygen that was too strong, whereas occupancy of greater than 1 made it difficult for the catalyst to interact with and adsorb the molecule. 简单翻译如下:他们发现钙钛矿型氧化物(ABO3,其中 A 为镧系金属,B 为过渡金属,O 为氧)催化剂的活性严重依赖于过渡金属 eg 轨道的电子占据 数。单电子占据时具有最高催化活性,此时比 0 电子占据或 2 电子占据时高 大约 4 个数量级。这是因为,0 电子占据时,过渡金属与氧分子的相互作用过 强,而 2 电子占据时,相互作用又会过小。 附:建议的催化反应机理

请从上述信息出发,进一步解释: 1. 为何 eg 轨道为 0 电子占据时,会导致过渡金属与氧相互作用过强?同 时,为何 2 电子占据时,会导致过渡金属与氧的相互作用过小?

2. 为何过渡金属与氧的相互作用不大不小的时候具有最佳催化活性?

3. 根据上述性质,在不改变催化剂组成的情况下,你是否能提出其他方法来提 高该催化剂的催化活性?

四、学过大学化学以及相关文献后,请你就其中某个化学课题提出一个待解决 问题(除本试卷前述各题以外的问题)。 1. 请提出问题,并说明这个问题的研究意义。

2. 关于这个问题你所了解的目前大致研究进展情况。

3. 请谈谈你对这个问题有何初步设想或解决方法。


推荐相关:

大学先修课程--微机分

大学先修课程--微机分_理学_高等教育_教育专区。...9 个项目 25 个小目.2013 年初,北京大学将与...试题包括选择题与自由回答部分的开放式问题,对于试卷...


北京大学化学学院 普通化学期末考试及答案

北京大学化学学院 普通化学期末考试及答案_理学_高等...普通化学 考试时间: 2005 年 5 月 20 日 命题教师...九 十 总分 普通化学期末试卷(地空,04 级,2005....


北京大学化学系课程表

北京大学化学课程表_经济学_高等教育_教育专区。北京...17 1-1 6 公 0 5-9 15 普通化学习题课 0103433...2014年证劵市场基础知识冲刺试题 2014年统计法基础...


北京大学2010-2011高数D期末试卷答案

北京大学工学院课程试卷 课程名称:高等数学(D) 2010 -2011 学年第(1)学期期末 试卷 本试卷共 九 道大题,满分 100 分 答案请写在答题本上,试卷上答题无效。...


2013年北京大学留学生本科招生全国统一考试试卷

2013年北京大学留学生本科招生全国统一考试试卷_高三数学_数学_高中教育_教育专区...12 3 5 9. 如果空间中三条直线两两不共面,那么与它们都相交的直线有 A. ...


北大开设中学生选修课

北京大学副校 长、中科院院士高松教授 9 月 29 日...2013 年 3 月开始筹备加入 MOOC(MassiveOpenOnline...“大学化学” ,是已经在中学推广的 5 门先修课程...


北京大学生物化学真题

北京大学生物化学真题_研究生入学考试_高等教育_教育专区。2014-2015学年度第1学期《基础生物化学》期终考试试题(A)一、单项选择题(25分) 1、下列含有DNA的细胞器...


《大学化学基础实验(G)》理论课程试卷及准确答案

大学化学基础实验(G)》理论课程试卷及准确答案_其它_高等教育_教育专区。答案准确浙江大学 2006–2007 学年第一学期期末考试《大学化学基础实验(G) 》理论课程试...


中国大学先修课程《微积分》课程纲要

四.评价方法: 考试由北京大学统一出题,本学期考试时间在 7 月份,具体时间待定...中国石油大学专科微积分... 暂无评价 9页 免费 中国大学先修课程的定位 暂无评价...


2016年继续教育公共课考试试卷及答案(一)

2016年继续教育公共课考试试卷及答案(一)_财会/金融考试_资格考试/认证_教育...错误 7.1980 年 9 月 15 号,北京大学用自己研制出来的硬件和程序,排印出来...

网站首页 | 网站地图
All rights reserved Powered by 学霸学习网 www.tceic.com
copyright ©right 2010-2021。
文档资料库内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit325@126.com